JPH03151040A

JPH03151040A - イオン生成装置

Info

Publication number: JPH03151040A
Application number: JP28993489A
Authority: JP
Inventors: Kenkichi Izumi; 健吉和泉; Toru Nakamura; 徹中村; Shigeru Inaba; 茂稲葉; Hideumi Nagata; 秀海永田
Original assignee: Shishido Electrostatic Ltd
Current assignee: Shishido Electrostatic Ltd
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1991-06-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、空気イオンを生成するイオン生成装置に関す
る。

（従来の技術）従来、コロナ放電によって空気イオンを生成するイオン
生成装置が知られている。

一般に、この種のイオン生成装置は、生成した空気イオ
ンによって帯電体の電荷を中和することが可能であるこ
とから、帯電体の静電気を除去する除電装置に利用され
ており、その代表例として、自己放電式除電器或いは電
圧印加式除電装置が挙げられる。

前記自己放電式除電器りは、例えば第９図に示すように
、アルミニウム材等の導電体ａに放電電極すとして複数
の導電性繊維を保持して、該導電体ａから延びる導線Ｃ
を介して接地されたものである。該自己放電式除電器り
は、帯電体Ｘの静電気エネルギーを利用して空気イオン
を生成するもので、帯電体Ｘからの電界を、接地した放
電電極すの導電性繊維に集めて、その電界によって空気
を電離し、空気イオンを生成する。この空気イオンが帯
電体Ｘの電荷を中和して除電する。

しかし、該自己放電式除電器りは、帯電体Ｘの静電気エ
ネルギーを利用するため、除電の効果は帯電体Ｘの帯電
電圧の大小に左右される。それにより、帯電体Ｘの帯電
電圧が小である場合には、コロナ放電が発生せず、除電
が全く行われない不都合がある。

また、前記電圧印加式除電装置Ｅは、例えば第１Ｏ図及
び第１１図に示すように、電極部ｄと交流高電圧発生装
置ｅとからなる。該電極部ｄは、棒状の柄部ｆに多数の
針状の放電電極ｇが配列して設けられ、前記放電電極ｇ
と間隔を存して対向する接地電極りが、柄部ｆの両端部
に支持されて設けられている。

該電圧印加式除電装置Ｅは、前記交流高電圧発生装置ｅ
からの交流電圧を導線ｉを介して前記放電電極ｇに印加
することにより、該放電電極ｇと前記接地電極りとの間
で比較的安定してコロナ放電が発生する。このコロナ放
電は空気をイオン化し、この空気イオンが帯電体Ｘの電
荷を中和して除電する。従って、該電圧印加式除電装置
Ｅは、前記自己放電式除電器りに比して効率のよい除電
効果を得ることができる。

また、該電圧印加式除電装置Ｅにおいて、帯電体Ｘの除
電を確実に行うのに必要な空気イオンを発生させるため
には、コロナ放電を活発に行わせる必要がある。そのた
めに該除電装置Ｅでは、放電電極ｇに電圧６ｋＶ〜９ｋ
Ｖの高電圧を印加している。

しかし、このような高電圧を直接前記放電電極ｇに印加
すると、短絡による過電流及び焼損若しくは人体への接
触による感電等のおそれがある。

そこで、前記電極部ｄは、第１１図に示すように、前記
放電電極ｇを円筒状の集電管ｊに連設し、該集電管ｊ内
に絶縁体ｋを介して棒状の導電芯！を設けてコンデンサ
構造を形成し、絶縁体の外筒ｍでその外周を絶縁する構
成となっている。これにより、前記交流高電圧発生装置
ｅからの導線ｉを前記導電芯２に接続し、高電圧をコン
デンサを介して前記放電電極ｇに印加することにより短
絡電流を制限し、過電流及び感電等を防止している。

しかし、前述の通り前記電極部ｄは、コンデンサの構造
を採るためその構成が複雑となる。そのため、耐電圧設
計を充分に行っていても、長時間の使用により、前記絶
縁体ｋが劣化して絶縁不良を起こし、短絡電流が制限で
きなくなる不都合があった。更に、該電極部ｄは、前述
の如く構造が複雑である上に、コンデンサの容量を充分
に確保する必要があるため、電極部ｄが大型化する不都
合があった。

また、図示しないが、前記電圧印加式除電装置已におい
て、短絡電流を制限し、過電流及び感電等を防止するた
めに、その放電電極ｇと交流高電圧発生装置ｅとの間に
、コロナ放電に必要な電流を所定必要量以内で制限する
抵抗回路を組み込むことが考えられる。しかし、装置の
構造が複雑となるばかりか装置が大型化する不都合があ
る。

（発明の解決すべき課題）以上の不都合を解消して本発明は、簡単な構造で小型化
が可能であり、しかも短絡電流を制限して安全且つ確実
にイオンを生成することができるイオン生成装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決する手段）前記の目的を達成するために本発明の第１の態様は、導
電体の基部に、体積抵抗率が１０３〜１０８Ω・ｃｍの
範囲内である複数の抵抗体繊維束をその一端部を固定し
且つ並列して形成した放電電極を設け、該放電電極に対
向して接地電極を設け、前記放電電極に接続して高電圧
を直接に印加する高電圧発生手段を設けてなることを特
徴とする。

また、前記第１の態様において、前記放電電極と、前記
接地電極と、前記高電圧発生手段とを一体に連設しても
よい。

また、本発明の第２の態様は、導電体の基部に、体積抵
抗率が１０８〜１０８Ω・ｃｍの範囲内である複数の抵
抗体繊維束をその一端部を固定し且つ並列して形成した
放電電極を設け、該放電電極に接続して高電圧を直接に
印加する高電圧発生手段を設けてなることを特徴とする
。

また、前記第２の態様において、前記放電電極と、前記
高電圧発生手段とを一体に連設してもよい。

（作用）以上の手段によって、本発明の第１の態様によるイオン
の生成の際には、前記高電圧発生手段によって前記放電
電極である抵抗体繊維束に直接電圧を印加すると、前記
接地電極が設けられているので、印加する電圧は比較的
小さくても放電電極と接地電極との間にコロナ放電が発
生する。従って、比較的小さな電圧で空気イオンが生成
される。

該抵抗体繊維束は、その体積抵抗率が１０３〜１０８Ω
・ｃｍの範囲内であるため、コロナ放電の発生を妨げる
ことなく短絡電流を制限する。

そして、前述のように印加する電圧が比較的小さくてす
むことから前記高電圧発生手段は小規模でよく、それに
より装置の小型化が可能となり、更に、全体の装置を一
体化して構成することが可能となる。

また、本発明の第２の態様の装置は、前記第１の態様の
装置から接地電極のみを除いて構成されるものである。

該第２の態様によるイオンの生成の際には、前記第１の
態様によるイオンの生成の際と同様に、前記抵抗体繊維
束は、その体積抵抗率を１０３〜１０８Ω・ｃｍの範囲
内として、コロナ放電の発生を妨げることなく短絡電流
を制限する。

更に、該第２の態様では、放電電極と帯電体との間でコ
ロナ放電を発生させるものであり、接地電極を備えない
ために前記第１の態様に比して多少高い印加電圧が必要
となるが、印加する電圧は従来に比して小さくても放電
電極と帯電体との間にコロナ放電が発生する。従って、
比較的小さな電圧で空気イオンが生成される。

そして、本発明の第２の態様においても、前記高電圧発
生手段は小規模でよく、それにより装置の小型化が可能
となり、更に、全体の装置を一体化して構成することが
可能となる。

（実施例）本発明の一実施例を図面に基いて説明する。

本実施例は、本発明のイオン生成装置を利用して帯電体
の除電を行うものである。

第１図で、１は放電電極、２は該放電電極に対向する接
地電極、３は前記放電電極に電圧を印加する高電圧発生
手段を示す。

前記放電電極１は、第２図に示すように、複数の抵抗体
繊維束４を少量づつ束ね、その一端部を、各々間隔を存
して、アルミニウム材の基部５に両面接着テープ６によ
って固定されている。該基部５は、第３図に示すように
、断面略ｎ字型に成形された絶縁性の枠体７に固定され
、絶縁性の接着剤８によって埋設して形成されている。

詳細には、前記抵抗体繊維束４は、素線径１５μ請、フ
ィラメント数５００．繊維束体積抵抗率３Ｘ１０’Ω・
ｃｍの炭化珪素繊維束を使用し、前記基部５に７．５ｍ
＋＋＋間隔で固定されている。なお、該繊維束４の外形
寸法は、断面を１．８ｍａ＋　Ｘｏ、０７１ａｍとし、
長さを１０ｍｍとした。また、前記両面接着テープ６は
、本実施例においては導電性のものを使用したが、絶縁
性のものでも差支えない。

前記抵抗体繊維束４は、第１図及び第２図に示すように
、前記基部５を介して小型の高電圧発生手段３から延び
る導線９に接続されている。このような接続状態は、前
記高電圧発生手段３から発生する電圧が直接、前記抵抗
体繊維束４に印加される構造である。

前記高電圧発生手段３は、第１図に示すように、電源線
１０からの交流電圧を変圧する変圧器である。

更に、該高電圧発生手段３は接地線１１によって接地さ
れている。

前記接地電極２は、第２図に示すように、前記枠体７の
両端部に連設された絶縁性の支持部１２に前記放電電極
１に対向して支持されている。また、該接地電極２は、
その−刃端に接地綿１３が接続されて接地状態となって
いる。

以上の構成からなるイオン生成装置Ａによって、帯電し
た帯電体Ｘの除電を行う。

次に、本実施例のイオン生成装置Ａのイオン生成能力を
明らかにするために、除電効果を調べる。

除電効果を検査する基本的な方法は、有効除電電流の測
定が挙げられる。

この有効除電電流の測定は、第４図にその概略を示すよ
うに、直流高圧電源１４により高電圧を印加した模擬帯
電体１５に、前記放電電極１を５ｃｍの間隙Ｗを存して
位置させ、前記高電圧発生手段３によって前記放電電極
ｌに高電圧を印加する。このときの前記放電電極１と模
擬帯電体１５との間に発生した電流を電流計（マイクロ
アンメータ）１６が表示し、該電流計１６が表示した絶
対値が有効除電電流である。なお、模擬帯電体１５に印
加する設定電圧は、前記直流高圧電源１４に接続された
電圧計１７に表示される。

第５図に示した線図は、前記模擬帯電体１５に印加する
設定電圧を−５にνとしたとき、単位長さｌＯ胴当たり
の有効除電電流と、放電電極１への印加電圧との関係を
表している。更に、本実施装置Ａの能力を他の装置と比
較するために従来の電圧印加式除電装置Ｅの有効除電電
流も表した。

ここに表されるように、従来の電圧印加式除電装置Ｅの
コロナ放電は、放電電極１への印加電圧が２ｋＶのとき
に開始され、定格６．５ｋＶでの有効除電電流は０．１
３５μ八である。

それに対して、本実施装置Ａのコロナ放電は、放電電極
１への印加電圧が１ｋＶのときに開始され、有効除電電
流が０．１３５μへのときの放電電極への印加電圧は約
３ｋＶである。

即ち、本実施装置Ａは、従来の電圧印加式除電装置Ｅの
およそ１／２の電圧を放電電極１に印加して充分な除電
効果を得る。

従って、本実施例の高電圧発生手段３は、従来の電圧印
加式除電装置Ｅの高電圧発生装置ｅに比して放電開始電
圧が低くても良いので小規模となり小型化することがで
きる。

次に、本発明において、前述した除電効果を低下させる
ことのない抵抗体繊維束４の性質を確定するために、以
下の実験を行った。

第６図に示した線図は、放電電極１への印加電圧を３ｋ
Ｖとして放電電極１の電気抵抗値を変化させたときの単
位長さ１０ｍｍ当たりの有効除電電流の変化を表してい
る。

ここに表されるように、放電電極１の抵抗値が１０８Ω
以上ではコロナ放電が弱まり、１０１０Ω以下では除電
効果が良好である反面、短絡電流が大となる。更に、怒
電による人体への影響を回避するためには、一般に、１
．２ｍＡ以下であることが定説となっている。このこと
から、安全な放電電極１の抵抗値は、放電電極１への印
加電圧が３にνのとき２．５　Ｘ　１０ｈΩ、６．５ｋ
Ｖ（７）とき約５．４　Ｘ　１０’Ωが限界となる。

即ち、電気抵抗値が１０６〜１０ＩＩΩの範囲内にある
抵抗体繊維束が、本実施装置Ａの放電電極１として適用
可能となる。ここで、前述した本実施装置Ａの放電電極
１を形成する抵抗体繊維束４は、その外形寸法が１．８
ｍｍ　Ｘ　０．０７ｍｍ　Ｘ　１０ｍｍであることから
体積抵抗率が１．２６Ｘ１０３〜１．２６Ｘ１０’Ω−
ｃｍとなる。以上のことから、放電電極１として使用し
たときに除電効果が良好でしかも短絡電流を充分に制限
できる抵抗体繊維束は、その体積抵抗率を約１０’Ω・
ｃｍから約１０’Ω・ｃｍまでとするのが好ましいこと
が明らかである。

従って、本発明は、体積抵抗率が１０’〜１０８Ω・ｃ
ｍの範囲内にある抵抗体繊維束を放電電極としたことに
より、確実且つ安全なイオン生成が可能であることが確
認できる。なお、本実施装置Ａでは、前記抵抗体繊維束
４の材料として炭化珪素繊維を使用したが、炭化珪素繊
維に限ることなく、例えば、プラスチック繊維の表面若
しくは中心部に炭素粉末を付着させた抵抗体繊維等を材
料としてもよい。

また、前述したように、本実施例における前記高電圧発
生手段３が小規模でよく、小型に形成することができる
ことから、他の実施例として、第７図に示すように、前
記実施例に示した放電電極ｌ、接地電極２、高電圧発生
手段３を全て一体に連設して形成しても良い。これによ
って、放電電極１と高電圧発生手段３とを個別に設置す
る煩わしさが排除される。

また、他の実施例として、第８図に示すように、前述の
実施装置Ａに設けられていた接地電極２を除いて他の部
分は同様に構成したイオン生成装置Ｃが考えられる。

該実施装置Ｃは、前記接地電極２を備えないために前記
実施装置Ａに比して多少高い印加電圧が必要となるが、
前記実施装置Ａと同様に、体積抵抗率が１０３〜１０８
Ω・ｃｍの範囲内にある抵抗体繊維束４をその放電電極
ｌとすることにより、確実且つ安全なイオン生成を行う
ことができる。更に、図示しないが、該実施装置におい
ても、第７図と同様に、その全体を一体化して構成して
もよい。

また、以上の各実施例における放電電極への印加電圧は
、交流と直流のどちらであっても差支えない。

（発明の効果）以上のことから明らかなように、本発明のイオン生成装
置は、前記高電圧発生手段によって前記放電電極である
抵抗体繊維束に直接電圧を印加するので、印加する電圧
は比較的小さくてもコロナ放電が発生する。従って、比
較的小さな電圧で空気イオンを生成することができる。

そして前記抵抗体繊維束は、その体積抵抗率が１０３〜
ｌ０１ｌΩ・ｃｍの範囲内であるため、良好なコロナ放
電を発生させてしかも、短絡電流を制限することができ
る。更に、前記高電圧発生手段を小型化して全体の装置
を一体化して構成することができる。

従って、本発明によれば、簡単な構造で小型化が可能で
あり、安全且つ確実にイオンを生成することができるイ
オン生成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図は第１図の
一部の拡大断面図、第３図は第１図の■■線断面図、第
４図は有効除電電流を測定する構成の概略図、第５図は
有効除電電流と印加電圧との関係を示す線図、第６図は
有効除電電流と電気抵抗値との関係を示す線図、第７図
は他の実施例を示す側面図、第８図は他の実施例を示す
一部断面視した側面図、第９図は従来の除電器を示す側
面図、第１０図は従来の除電装置を示す側面図、第１１
図は第１Ｏ図のＸＩ−ＸＩ線断面図である。１・・・放電電極２・・・接地電極３・・・高電圧発生手段４・・・抵抗体繊維束７・・・基部Ａ、Ｂ、Ｃ・・・イオン生成装置印加電圧（ｋＶＡＣ，）電気抵抗（Ω）ＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】１、導電体の基部に、体積抵抗率が１０＾３〜１０＾８
Ω・ｃｍの範囲内である複数の抵抗体繊維束をその一端
部を固定し且つ並列して形成した放電電極を設け、該放
電電極に対向して接地電極を設け、前記放電電極に接続
して高電圧を直接に印加する高電圧発生手段を設けてな
ることを特徴とするイオン生成装置。２、前記放電電極と、前記接地電極と、前記高電圧発生
手段とを一体に連設したことを特徴とする請求項１記載
のイオン生成装置。３、導電体の基部に、体積抵抗率が１０＾３〜１０＾８
Ω・ｃｍの範囲内である複数の抵抗体繊維束をその一端
部を固定し且つ並列して形成した放電電極を設け、該放
電電極に接続して高電圧を直接に印加する高電圧発生手
段を設けてなることを特徴とするイオン生成装置。４、前記放電電極と、前記高電圧発生手段とを一体に連
設したことを特徴とする請求項３記載のイオン生成装置
。